汽車線束接插件進水故障分析與改進

吳懷偉

（合肥江淮汽車有限公司，安徽 合肥 230022）

前言

汽車線束連接著汽車上的各個電子電器部件，起到電源分配和信號傳遞的作用，是汽車的神經(jīng)系統(tǒng)。汽車線束接插件的質(zhì)量，對汽車的安全駕駛至關(guān)重要。線束接插件進水是汽車線束常見的一種故障模式。因此分析與改進汽車線束接插件進水故障，提高線束接插件的防水性能，提高汽車的安全性，是當前整車及其零部件供應商迫切需要攻關(guān)解決的課題。

1 汽車線束接插件進水故障分析與改進

在某車型汽車線束市場故障報單中，線束接插件進水故障占比高達47%，故障部位主要集中在氮氧傳感器。線束接插件進水是該車型線束故障模式中的TOP1故障。下面以“該車型氮氧傳感器線束接插件進水故障的分析與改進過程”作為案例來進行詳細闡述。

接到項目任務后，公司立即組建項目組，由公司領(lǐng)導掛牌開展項目攻關(guān)。項目組成員由整車及其線束零部件供應商從事技術(shù)研發(fā)、工藝、質(zhì)量、生產(chǎn)制造等跨領(lǐng)域工作的人員組成。在項目攻關(guān)過程中，項目組成員走訪了江浙等市場，實地調(diào)研了車主用車工況，現(xiàn)場察看故障現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)進水位置集中在氮氧傳感器部位。項目組成員和當?shù)鼐S修服務站的維修師傅一起圍繞著故障車現(xiàn)場、現(xiàn)時、現(xiàn)物發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，最終形成產(chǎn)品優(yōu)化改進方案并且實施。改進后的產(chǎn)品經(jīng)過大量的試驗驗證和整車跑路試測試，最終消除了線束接插件進水故障，實物如期切換，項目圓滿完成。在項目開展過程中，項目組成員以問題為導向，以消除氮氧傳感器線束接插件進水故障為目標，聚焦氮氧傳感器線束，對照產(chǎn)品圖紙和技術(shù)要求，運用故障樹分析法，從人、機、料、法、環(huán)、測等方面系統(tǒng)進行研討分析，由表及里、層層深入地查找造成“氮氧傳感器線束接插件進水故障”的原因。通過充分研討分析，識別出可能原因有三個：

（1）線束接插件、防水栓、盲堵、端子的工藝選型問題；

（2）防水栓破損、缺失；

（3）接插件的設(shè)計問題。

進一步分析，識別出造成“線束接插件、防水栓、盲堵、端子的工藝選型問題”的可能原因有兩個：一是線束接插件、防水栓、盲堵、端子匹配問題；二是防水栓插入狀態(tài)問題。識別出造成“防水栓破損、缺失”的可能原因有兩個：一是員工標準作業(yè)問題；二是防水栓在流轉(zhuǎn)過程中損壞。識別出造成“接插件的設(shè)計問題”的可能原因有兩個：一是接插件選型問題；二是接插件裝配位置問題。

綜上所述，通過FTA分析，共識別出六個可能導致“氮氧傳感器線束接插件進水”的潛在因子，分別是：線束接插件、防水栓、盲堵、端子匹配問題，防水栓插入狀態(tài)問題，員工標準作業(yè)問題，防水栓在流轉(zhuǎn)過程中損壞，接插件選型問題，接插件裝配位置問題。具體故障樹如下圖所示（圖1）：

圖1 汽車氮氧傳感器線束接插件進水故障樹

1.1 線束接插件、防水栓、盲堵、端子匹配問題

項目組對氮氧傳感器部位的線束接插件、防水栓、盲堵、線束端子的型號、線徑進行檢測。在生產(chǎn)現(xiàn)場隨機各抽取50個產(chǎn)品實物進行檢測，其中接插件、防水栓、盲堵、線束端子均為整車廠指定件，其尺寸和型號均符合技術(shù)圖紙要求，線束接插件、防水栓、盲堵、端子對插匹配良好。對氮氧傳感器護套、防水栓、盲堵等按照QC/T 417.1—2001第1部分 定義，試驗方法和一般性能要求（汽車部分）中4.9防水性能要求進行氣密試驗和水密防水試驗，觀察試驗過程中無氣流產(chǎn)生，接插件內(nèi)部無可見水跡，試驗結(jié)果證明產(chǎn)品實物符合QC/T 417.1—2001第1部分 定義，試驗方法和一般性能要求（汽車部分）中4.9防水性能的技術(shù)要求[1]。

因此“線束接插件、防水栓、盲堵、端子匹配問題”不是影響氮氧傳感器線束接插件進水的關(guān)鍵因子。

1.2 防水栓插入狀態(tài)問題

項目組組織設(shè)計、工藝、質(zhì)量等相關(guān)人員共同對生產(chǎn)制造現(xiàn)場進行工藝紀律檢查，生產(chǎn)制造現(xiàn)場壓接工位、防水栓裝配工位及插值工位作業(yè)標準齊全有效。操作工操作全自動下線壓接設(shè)備壓接端子，半自動防水栓設(shè)備穿插防水栓。生產(chǎn)設(shè)備運行狀態(tài)良好穩(wěn)定，現(xiàn)場設(shè)備維護保養(yǎng)記錄齊全?，F(xiàn)場檢測100個防水栓的插入狀態(tài)，防水栓的穿插位置穩(wěn)定，防水栓穿插后的質(zhì)量符合技術(shù)標準要求。

因此“防水栓插入狀態(tài)問題”不是影響氮氧傳感器線束接插件進水的關(guān)鍵因子。

1.3 員工標準作業(yè)問題

在生產(chǎn)制造現(xiàn)場，線束端子采用專用模具進行壓接。模具定期維護保養(yǎng)，狀態(tài)良好穩(wěn)定。線束端子壓接高度、拉拔力等尺寸、性能符合技術(shù)標準要求，端子壓接狀態(tài)良好。抽查車間巡檢員過程檢驗記錄，檢查發(fā)現(xiàn)：某日巡檢員抽檢120根氮氧傳感器線束，盲栓漏裝8根，處理措施：返工。仔細察看巡檢員過程檢驗記錄表，記錄表上顯示每月都有不同數(shù)量的氮氧傳感器盲栓漏裝。為進一步查明盲栓漏裝原因，項目組來到車間模板插植工位進行調(diào)查。模板插植工位上有作業(yè)標準指導書，作業(yè)標準指導書上明確規(guī)定要裝配盲栓。檢查中發(fā)現(xiàn)，模板插植工位上有多名操作工同時插值，但是裝配盲栓人員不固定，操作工各自自行安裝，容易發(fā)生盲栓漏裝現(xiàn)象。

因此“員工標準作業(yè)問題”是影響氮氧傳感器線束接插件進水的關(guān)鍵因子。

改進措施：為了防止員工漏裝盲栓，項目組優(yōu)化工藝，將盲栓裝配由模板插植工位調(diào)整至其前道工序：配料工位。即配料人員將盲栓裝配好后，再將產(chǎn)品流入下道工序：模板插植工位，由插植人員對前道工序的盲栓安裝到位情況進行檢查確認。這樣上下道工序相互之間進行自檢、互檢，防止盲栓漏裝。項目組及時將優(yōu)化后的工藝固化到FMEA、作業(yè)標準指導書等相關(guān)技術(shù)文件中，并且組織對相關(guān)員工進行應知應會培訓、測評，員工測評合格后上崗。工藝優(yōu)化以后，項目組成員跟蹤生產(chǎn)制造現(xiàn)場的氮氧傳感器線束質(zhì)量，沒有發(fā)現(xiàn)盲栓漏裝現(xiàn)象，對車間過程檢驗員的檢驗記錄跟蹤檢查一個月，也沒有發(fā)現(xiàn)盲栓漏裝現(xiàn)象，工藝改進成效明顯。

1.4 防水栓在流轉(zhuǎn)過程中損壞

在生產(chǎn)制造現(xiàn)場，壓接后的線束端子配有塑料保護杯進行防護，端子防護效果良好。線束掛在專用工位器具小車上在車間內(nèi)部流轉(zhuǎn)，流轉(zhuǎn)過程中沒有發(fā)現(xiàn)氮氧傳感器防水栓有損壞、缺失。

因此“防水栓在流轉(zhuǎn)過程中損壞”不是影響氮氧傳感器線束接插件進水的關(guān)鍵因子。

1.5 接插件選型問題

該車型氮氧傳感器線束接插件有兩種型號，分別是A件和B件。梳理市場故障報單，發(fā)現(xiàn)發(fā)生故障的接插件型號均為A件，而裝配B件的車輛，市場上沒有發(fā)生接插件進水現(xiàn)象。為了進一步查明原因，項目組對故障件進行了解剖，發(fā)現(xiàn)導線氧化方向是從接插件往線束分支方向，再挑出端子，發(fā)現(xiàn)氧化是從端子頭部往導線方向。這些現(xiàn)象表明水是從兩插件之間進入的。再將A件和B件兩種接插件（圖2）進行對比分析，發(fā)現(xiàn)A件端子裸露在外部無防護；而B件有限制件將端子完全覆蓋，密封性更好，防水效果更高。

圖2 兩種接插件對比

因此“接插件選型問題”是影響氮氧傳感器線束接插件進水的關(guān)鍵因子。

改進措施：將接插件B件進行水密防水試驗，試驗結(jié)果合格，符合QC/T417.1-2001第1部分 定義，試驗方法和一般性能要求（汽車部分）中4.9防水性能的技術(shù)要求[1]。項目組優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計，將氮氧傳感器線束端接插件由A件切換為B件，同時修改FMEA、產(chǎn)品圖紙及其技術(shù)標準等相關(guān)技術(shù)文件，并且組織對相關(guān)員工進行培訓，形成組織記憶力，防止同類設(shè)計選型問題再次發(fā)生。

1.6 接插件裝配位置問題

項目組成員對市場退回的10個氮氧傳感器線束接插件進行氣密防水試驗，試驗驗證結(jié)果均合格，符合QC/T 417.1—2001第1部分定義，試驗方法和一般性能要求（汽車部分）中4.9防水性能的技術(shù)要求[1]。將接插件放在整車系統(tǒng)中進行分析，氮氧傳感器裝配位置在油箱及排氣管上方，此處裝配位置較低，車輛在行駛時此處溫度較高，下雨天此處水壓沖擊力大，線束接插件防水等級無法滿足車輛布置環(huán)境要求，水氣會沿著傳感器線束少量進入傳感器內(nèi)部，造成氮氧傳感器損壞。

因此“接插件裝配位置問題”是影響氮氧傳感器線束接插件進水的關(guān)鍵因子。

改進措施：調(diào)整氮氧傳感器在車輛上的裝配位置，由原來的油箱及排氣管位置調(diào)整至汽車底盤大梁內(nèi)側(cè)位置，同時增加滴水點，避免高溫高壓造成氮氧傳感器線束接插件積水。按照改進方案試裝五臺車輛跑路試測試，沒有發(fā)生氮氧傳感器線束接插件進水現(xiàn)象，改進措施有效。項目組修改產(chǎn)品圖紙、技術(shù)標準、技術(shù)要求及其相關(guān)工藝文件和作業(yè)標準指導書，并及時組織培訓，形成組織記憶力，防止同類設(shè)計問題再次發(fā)生。

2 結(jié)論

綜上所述，通過故障樹分析，識別出造成氮氧傳感器線束接插件進水的三個關(guān)鍵因子分別是：員工標準作業(yè)問題，接插件選型問題和接插件裝配位置問題。針對這三個關(guān)鍵因子研討提出產(chǎn)品改進方案并且實施改進，改進后的車輛沒有發(fā)生氮氧傳感器線束接插件進水現(xiàn)象。項目組及時將產(chǎn)品改進成果進行固化、標準化，形成組織記憶力。通過項目攻關(guān)，消除了氮氧傳感器線束接插件進水故障，提高了汽車的安全性，滿足了用戶安全駕駛的美好生活需要，同時為后期車型的開發(fā)提供參考，為同類故障的分析與改進提供借鑒。